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技术答疑

电源质量术语你知道多少?

 
电源质量问题能导致代价高昂的不幸后果人们经常为此发生争执。如果大家都懂得有关电源质量的术语,就可避免争执,并可节省数量可观的花费。
 
  假定检验的电源质量问题是因接地不当而引起的。而在工厂又发现每台设备的近旁都设有单独的接地棒。这是良好的接地吗? 美国国家电气法规对“被接地”(grounded)所下的定义是:“被连接到大地或被连接到代替大地的某些导体上”。就接地棒而言,如果设置了若干单 独的接地棒,则它们的电位可能互不相同。上述法规不认为这种方式的接地是正确的。
 
  接地应使各个设备处于同一电位。要实现这点,必须与正确的“等电位连接”(bonding)结合,什么是等电位连接? 美国国家电气法规对等电位连接所下的定义是:“将各金属体做永久的连接以形成导电通路, 它应保证电气的连续导通性并将预期可能加于其上的电流 安全导走”。如果有人说:“在我们的系统上出现了瞬变 , 我们应购置哪一类滤波器 ? ”您可能怀疑 , 问这个问题的人是否真正明白什么叫瞬变。 那么,什么又是瞬变呢 ?
 
  简单地说瞬变是指一瞬间的现象 , 可能发生一次或间隔地发生(可能是不规则的,也可能是周期性的)。电源质量专家常 将“瞬变”(transient)当作名词用:在一波形上发生一突然的短时“尖刺”。这一定义与大家所说的不同,它引起了混淆,要避免混淆,要将“瞬变” 一词当形容词来用。“瞬变”意指短的持续时间。多短?“短”和“瞬变”这两个词都是主观的概念。也有人将“瞬变”当作一种“困难”来看待。 那又是什么困难?多大的困难 ?
 
  “骤降” (sag) 指的是短暂的电压降。持久的电压降可能是由于线路截面过小或配电线路过长造成的。 “骤降”可能是由于一时投入了重负荷 , 例如接入一组加热元件或在碎木机中投入一块大木段。“电涌 (surge) 或“隆起 ,(swell) 是电压暂时的升高。其持续时间比瞬变电压长,但是与“电压骤降”相象,它是暂时的。当重负荷突然从系统断开时常常 产生电涌。
 
  变压器的抽头电压整定得太高会产生持久的过电压。若电压高于设备的额定运行电压 , 就是“过电压”。若电压低于设备的额定电压 , 就是“欠电压”。当负荷太多和线路设施不足以支持这些负荷(即线路截面小或配电距离长)或供电电压选用不当时,会发生欠电压的情况。
 
  您去年将一台设备的电动机更换了三次吧?这可能是由于三相电压不平衡。当一相的电压不同于其他相的电压时就产生不平衡。电容和 电感互相作用会使相位移动 , 我们称这为相位不平衡。这就是“相位移”。
 
  “功率因数”(PF)是总有功功率(瓦特)与总视在功率(伏安)之比。低的功率因数意味着向系统提供的伏安数只做了较 少的功。功率因数的定义内包含有谐波和相位移的效应。
 
应知的十个术语
 
CBEMA 曲线(CBEMA curve):一组测量电气设备和电源特性的曲线。 CBEMA为计算机商业设备制造商协会的缩写。
 
共模电压( Common mode volltage ):出现在地和相导体上的噪声幅值。
 
峰值系数( Crest factor ):被测波形峰值与该波形的均方根值之比。纯正弦波的峰值系数是2的平方根。
 
接地环路 (Ground loop) :接地系统内不正常的通路,它使设备处于不同的地电位。
 
谐波滤波器 (Harmonic filter) :有两种滤波器。它们都由电感器电容器和(或)电阻组合而成。
 
有源滤波器(Active filter):它用改变电路条件的方法来减少谐波。它比无源滤波器贵。
 
无源滤波器(Passive filter):通常是在运行点上对某些躁声频率加以矫正。
 
瞬时 (Instantaneous) :时间范围为半周至 30 周。
 
瞬动重合闸 (lnstantaneous reclosing) :市电断路器在断开放障电流之后快速合闸,通常在18周至30周内重合闸。

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断电 (lnterruption) :有五种情况:
 
电力系统短时断电( Momentary,electric powersysterns ):市电停电不超过5分钟。
 
电力系统持续断电( Sustained,electric power systerns):市电停电超过5分钟。
 
电源质量监测装置监测的短时断电(Momentary,PQ monitoring):一相或多相导体上完全无电压,持续30周至3秒。
 
电源质量监测装置监测的持续断电(Sustained PQ monitoringj):一相或多相导体上完全无电压,持续超过1分钟。
 
暂时断电(Tempomrary):市电的一相或多相导体上完全无电压,持续3秒至1分钟。
 
负荷(Load):有两种。一种是线性,其阻抗基本不变。一种是非线性,其阻抗会改变。线性负荷包括电阻性加热元件和白炽灯。 非线性负荷包括计算机电源和电动机传动装置。
 
下凹 (Notch):指的是正常波形的一部分出现下凹。有人叫它“洞”, 但这是不准确的。在示波器上见到的是缺少了一块的 V 字形的波形。在不利的情况下 , 波形看上去象被人拉出两个相背的峭坡而出现一低谷。一个原因是电压波形失压达到半周。另一原因是从正常 波形减去了一反电动势。
 
应知的另一些术语
 
屏蔽 (Shielding) :将电气躁声分流入地的导电金属隔板、缠绕物或外护物。不能对引起躁声的电磁场进行屏蔽。因此, 进行屏蔽后还应注意线路敷设时的正确布线。
 
信号基准网 (Signal reference grid) :一导电通路系统 , 用以给互相连接的设备提供共同的基准电位并减小感应的躁声。
 
总需量畸变率(TDD):是以基波为准的一个比值 , 用百分数表示。其值等于将谐波电流的均方根值除以额定电流(或最大需量电流)的均方根值。 它与总谐波崎变率 (THD) 很相似。
 
总谐波畸变率(THD):是以基波为准的一个比值 , 用百分数表示。分为总电压谐波畸变率和总电流谐波畸变率。总电压谐波畸变率是将谐 波电压的均方根值除以基波电压的均方根值。在计算总电流谐波畸变率时 , 用电流值代替上述电压值。
 
三次谐波序列(Triplen t1armonics):三次谐波的奇倍数。它们是 3 次 (3x1), 次 (3x3),15 次 (3x5),21 次 (3x 7) 等等。三次谐波 序列有“零序”的自然倾向。
 
零序(Zero sequence):是一比值,将它解释清楚是很复杂的。下述现象应予注意:在旋转电动机申电流波形的零序分量将增大电枢电 流并引起电动机过热。
 
接地术语
 
下列定义引自美国国家电气法规 (NEC)第100节。
 
分开接地 (lsolated ground,IG):要做到设备的分开接地得从用于分开接地的专门的插座 ( 或从设备上分开接地的连接点 ) 起, 用一绝缘接地导线引到电源中性点 ( 线 ) 与接地线等电位连接在一起的那一点上。如另打一接地棒但不将它与该接地系统做等电值连接的做 法不是“分开接地”。这样的做法可能是“导致电击死亡的接地” , 但不是此处所定义的“分开接地”。
 
接地线(Grounding conductoe):将设备(或一布线系统的被接地的电路)连接到接地极(或接地棒)的电线或电缆。
 
接地(Ground):在电气电路(或设备)与大地或某些代替大地的导电体之间有意或无意地做导电性连接(参见NEC第100节)。
 
被接地的导体 (Grounded conductor):有意地与地连接的电线或电缆。一接了地的 Y 系统的中性线就是“被接地的导体”。
 
含糊的术语
 
下列术语没有意义或仅有一点点意义,所以,不要使用它们。
 
Bink 瞬间
 
Bump 凸起
 
Clean ground 干净的地
 
Dirty ground 肮脏的地
 
Glitch 频率突增
 
Power surge 电源电涌
 
Raw power 未处理的电源
 
Spike 电压尖刺
 
Wink 瞬间
 
术语说明
 
凹口:电源的正常电压波形受开关投切(或其他干扰因素)扰动的影响,其扰动持续时间小于0.5周波,扰动电压极性与原波形的极性相反, 因此它是从正常波形中减去扰动电压峰值的波形。
 
标么值:采用标么值时以额定值的百分数或单位值来表示电压值或电流值。阻抗的标么值则相应为额定电流流过电路时每相阻抗 产生的电压降与额定电压的比值。这一表示方法便于将不同值的电气线路或设备进行比较。时间常数用秒表示。
 
相移:同一频率或同一谐波含量两波形的时间偏差。
 
波形跃迁角上的点:正弦波形上的某些点,在该些点处实际波形偏离理想波形或返回理想波形。它对磁刀起动器、继电器、电磁 线圈和可控硅控制设备的动作值影响很大。
 
骤降:持续时间为0.1周波至1秒的工频电压或电流的骤降。其典型降落标么值为0.1至0.90。注意,在给电压骤降定值时,正规的用语 建议为“降至20%的电压骤降"意为线路电压降落了80%,或降至20%的残压(例如,标称电压为480V的线路,其电压下降至96V)。不宜说成“20% 的电压骤降"或“一个20%的电压骤降"。
 
瞬变:标志两个连贯稳态状况之间的一短时间隔内的现象或数量的变化。瞬变可以是两个极性中任一极的单向脉冲,也可以是一衰减的 振荡波形,其第一个峰值可发生在两个极性中的任一极。
 
电压幅值不平衡:(用于对不平衡多相系统电压幅值产生影响的电压骤降)此处是指相电压最高值和最低值之间电压差的绝对值。当发生单 相电压骤降时,它对三相二极管电桥和变速传动装置以及电源装置产生严重的不良影响。它不同于电动机的电压不平衡,因后者是对电压平均值的最大偏差。
 
联结(Bond):金属部分永久性的连接,用以形成一电气通路,以保证电气的连续导通性和安全的传导可能出现的电流的 能力。
 
联结导体(线)(Bonding Jumper):用以保证不同设备金属部分间应有的电气导通性的牢固可*的导体。(线)
 
接地(Ground):电气回路或电气设备与地或与用来代替地的某些导电物体的接地连接。
 
被接地(Grounded):与地或与用来代替地的某些导电物体的连接。
 
接地导体(线)(Grounding Conductor):将一布线系统的设备或被接地回路与一接地极或多个接地极相连接的导体 (线)。
 
设备接地线(Grounding Conductor, Equipmint):用以将设备、管道和其他外护物的不带电金属部分与电气系统被接地 的回路导体(线)或接地极的引入导体(线)相连(或与两者都相连)的导体(线)——它们在电源进箱处或在单起电源系统的电 源处相连接。
 
接地极引入线(Grounding Electrode Conductor):用以将接地极与回路设备接地导体(线)或被接地的回路导体(线) 相连接(或与两者都连接)的导体(线)——它们在电源进线箱处或在单起电源系统的电源处相连接。
 
布管(Piping):在法规术语里它可指硬质管道或半硬质管道,或两者兼指:
 (a)硬质管道(铁、钢、紫铜、黄铜、铝或塑料的硬质管道)
 (b)半硬质管道(紫铜、钢铝或塑料的半硬质管道)
 
布管系统(Piping System):自公用供应公司发送出口点至用户设备断流阀门出口点的所有管道、阀门和其他附件的总合。

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